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ウラン等の環境負荷元素をその場分析するスマートシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0148
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

香西 直文  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主席 (80354877)

研究分担者 山路 恵子  筑波大学, 生命環境系, 教授 (00420076)
関根 由莉奈  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究職 (00636912)
青柳 登  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (80446400)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードモバイルデバイス / 環境負荷元素 / 人形峠 / 植物 / 土壌 / マイクロ流路 / ウラン / 重金属 / 重金属センサー / 環境分析 / マイクロエレクトロニクス / 蛍光プローブ / 環境
研究成果の概要

本研究では、米国ノースウエスタン大学との共同研究を通じて、SrやPb等の様々な元素を吸着・集積する材料開発、微量元素検出剤の最適化、簡易に様々な流路を作製出来る技術開発に成功した。コロナ禍の影響により、当初米国の研究室と共同開発研究を計画していた検出剤及び検出システムの研究に遅れが生じたが、全ての技術を一体化したモバイル型の微量元素検出システムを実現するために十分なデータを得ることが出来た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重金属等による環境汚染問題の解決は、世界共通の課題である。なかでも、ウランによる深刻な環境汚染は、鉱山開発や原子力開発等により世界各地で発生している。例えば、希土類元素の鉱床においても元素番号が近いウランが含まれるため、世界の広範囲において、川や土壌への漏出による汚染のモニタリングが求められる。ウランを含む鉱物には鉛、ヒ素等の有害元素も含まれており、これらによる汚染も包括的に把握する必要がある。このような世界共通の状況において、誰でもその場で身近な環境汚染を数値化、可視化できる安価な可搬型分析システムを開発することは、発展途上国でも容易に利用できることからも社会的意義が大きい。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (4件)

  • [国際共同研究] ノースウエスタン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ノースウェスタン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ノースウェスタン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ノースウエスタン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ion-selective adsorption of lead by a two-dimensional terbium oxalate framework2022

    • 著者名/発表者名
      T. Nankawa, Y. Sekine, T. Yamada
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: - 号: 5 ページ: 825-829

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220055

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbonated nanohydroxyapatite from bone waste and its potential as a super adsorbent for removal of toxic ions2021

    • 著者名/発表者名
      Yurina Sekine, Takuya Nankawa, Teppei Yamada, Daiju Matsumura, Yoshihiro Nemoto, Masaki Takeguchi, Tsuyoshi Sugita, Iwao Shimoyama, Naofumi Kozai, Satoshi Morooka
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Chemical Engineering

      巻: 2 号: 2 ページ: 105114-105114

    • DOI

      10.1016/j.jece.2021.105114

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Eco-friendly carboxymethyl cellulose nanofiber hydrogels prepared via freeze cross-linking and their applications2020

    • 著者名/発表者名
      Yurina Sekine, Takuya Nankawa, Shunji Yunoki, Tsuyoshi Sugita, Hiroshi Nakagawa, Teppei Yamada
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 2 号: 12 ページ: 5482-5491

    • DOI

      10.1021/acsapm.0c00831

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Soft, skin-interfaced microfluidic systems with integrated immunoassays, fluorometric sensors, and impedance measurement capabilities2020

    • 著者名/発表者名
      Sungbong Kim, Boram Lee, Jonathan T. Reeder, Seon Hee Seo, Sung-Uk Lee, Aurelie Hourlier-Fargette, Joonchul Shin, Yurina Sekine, Hyoyoung Jeong, Yong Suk Oh, Alexander J. Aranyosi, 他
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 45 ページ: 27906-27915

    • DOI

      10.1073/pnas.2012700117

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Battery-free, skin-interfaced microfluidic/electronic systems for simultaneous electrochemical, colorimetric, and volumetric analysis of sweat2019

    • 著者名/発表者名
      Amay J. Bandodkar, Philipp Gutruf, Jungil Choi, KunHyuck Lee, Yurina Sekine
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav3294

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Passive, non-pharmacological sweat collection and analysis using a skin-interfaced, soft microfluidic system with colorimetric biomarker assays relevant to kidney disorders2019

    • 著者名/発表者名
      Yi Zhang, Hexia Guo, Sung Bong Kim, Yixin Wu, Diana Ostojich, Sook Park
    • 雑誌名

      Lab on a chip

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 1545-1555

    • DOI

      10.1039/c9lc00103d

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Soft, skin-interfaced microfluidic systems with wireless, battery-free electronics for digital, real-time tracking of sweat loss and electrolyte composition2018

    • 著者名/発表者名
      Sung Bong Kim, KunHyuck Lee, Milan S. Raj, Boram Lee, Jonathan T. Reeder, Jahyun Koo, Yurina Sekine, Jungil Choi, Yi Zhang, Jangryeol Yoon, Bong Hoon Kim, Yeojeong Yun, Seojin Lee, Jiho Shin, Jeonghyun Kim, Roozbeh Ghaffari, and John A. Rogers
    • 雑誌名

      Small

      巻: 14 号: 45 ページ: 1802876-1802876

    • DOI

      10.1002/smll.201802876

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 凍結架橋による高強度セルロースナノファイバーゲルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      関根 由莉奈・南川 卓也・三浦 大輔・柚木 俊二・杉田 剛・中川 洋・山田 鉄兵
    • 学会等名
      第101春季日本化学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] ゲル、多孔質体、及びゲル又は多孔質体の製造方法2020

    • 発明者名
      関根由莉奈、南川卓也
    • 権利者名
      日本原子力研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-105534
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] マイクロ流路デバイスの製造方法及びマイクロ流路デバイス2019

    • 発明者名
      関根由莉奈、南川卓也、諸橋裕子
    • 権利者名
      日本原子力研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-186649
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 炭酸基高含有炭酸アパタイト2019

    • 発明者名
      関根由莉奈、南川卓也、香西直文
    • 権利者名
      日本原子力研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-002040
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 炭酸アパタイトの製造方法2019

    • 発明者名
      関根由莉奈、南川卓也、香西直文
    • 権利者名
      日本原子力研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-002111
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-10-12   更新日: 2023-01-30  

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